摘要:各位工程師在電源選型中通常會(huì)盡可能的要求模塊的效率更高、容性負(fù)載更大,、啟動(dòng)能力更強(qiáng),,但在傳統(tǒng)方案中,這些參數(shù)是相互制約無法都做到最佳,,這是微功率電源行業(yè)技術(shù)瓶頸,。那么存在最優(yōu)方案嗎?本文為你解答,。
傳統(tǒng)的微功率電源模塊采用自激推挽拓?fù)涞碾娐?,各?xiàng)性能之間的相互制約(如表 1所示:?jiǎn)?dòng)能力與容性負(fù)載能力相互加強(qiáng)作用,而與電源轉(zhuǎn)換效率是相互制約的,,啟動(dòng)能力強(qiáng)則電源轉(zhuǎn)換效率低),,難以均衡、難以采用常規(guī)技術(shù)突破,,導(dǎo)致成本高,、性價(jià)比低;同時(shí)該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路是無異常工況保護(hù)功能,,在電路出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時(shí),,會(huì)導(dǎo)致電源模塊損壞,甚至導(dǎo)致災(zāi)難性的后果,,而且行業(yè)內(nèi)的微功率電源模塊有如下三道難題:
表 1 各性能相互制約表
難題一:輸出短路保護(hù)與輸出特性
市面上支持短路保護(hù)的電源主要采用兩種方案,,但均存在較大的缺陷:
(1)行業(yè)內(nèi)比較常用的方法是利用變壓器繞組分離的技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期輸出短路保護(hù)功能,,但采用這種方式帶來的后果是大大減低了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率,、紋波噪聲較大并且提高了成本;
?。?)采用自主磁芯專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)短路保護(hù),,但為避免短路時(shí),,后端重載會(huì)導(dǎo)致模塊損壞,因此輸出容性負(fù)載能力差,。
難題二:?jiǎn)?dòng)能力,、容性負(fù)載與轉(zhuǎn)換效率、短路保護(hù)功能的相互制約
電源設(shè)計(jì)中啟動(dòng)能力,、容性負(fù)載常常與轉(zhuǎn)換效率相互制約的,,目前存在的難點(diǎn)在于:
(1)微功率電源一般采用RC啟動(dòng)方式,,啟動(dòng)能力和容性負(fù)載能力要強(qiáng),,則需要大的啟動(dòng)電流,導(dǎo)致轉(zhuǎn)換電路內(nèi)部的功耗大,,輸入與輸出間的轉(zhuǎn)換效率就低,。
(2)同時(shí)VCC容量大,,由于模塊內(nèi)部單獨(dú)依靠芯片,,內(nèi)部電流環(huán)將會(huì)引起短路保護(hù),從而導(dǎo)致進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),,因此必須在容性負(fù)載和過流(及短路保護(hù))之間找一下平衡點(diǎn),。
難題三:滿載及輕載高效率與空載功耗低
電源模塊的效率也是用戶關(guān)心的參數(shù),其中包括滿載與輕載效率:
?。?)開關(guān)電源,,損耗大部分來自開關(guān)器件(MOSFET和二極管)以及磁芯損耗,負(fù)載電阻的消耗是不變的,,因此外接負(fù)載越小,,損耗率越高,輕載效率低,;
?。?)對(duì)于定壓電源模塊的空載電流一般要求低于10mA,而業(yè)界內(nèi)因技術(shù)局限一般只能做到15-30mA的水平,。
在公司提倡“積極傾聽客戶需求,、精心構(gòu)建產(chǎn)品質(zhì)量”的時(shí)代背景,P系列電源模塊的推出是聚焦于解決行業(yè)內(nèi)小功率電源模塊的難題:容性負(fù)載能力差,、轉(zhuǎn)換效率低,、無短路保護(hù)功能、靜態(tài)功耗高等等,,滿足客戶的極致體驗(yàn),。
優(yōu)勢(shì)一:自主研發(fā),IC集成化技術(shù),,性能一致性,、高可靠性
ZY定壓系列是傳統(tǒng)的自激推挽電路設(shè)計(jì)技術(shù),,而P系列采用高度集成化的IC電路方案,可確保產(chǎn)品的性能一致性,,減少分立器件本身參數(shù)離散性對(duì)性能的影響。
優(yōu)勢(shì)二:封裝完全兼容,,性能跨越性提升
?。?)封裝全兼容:為了不影響原有客戶產(chǎn)品的使用,P系列在封裝,、引腳完美兼容ZY系列產(chǎn)品,;封裝形式多樣,包括SIP封裝,、SMD封裝,、DIP封裝,讓客戶在系統(tǒng)更新?lián)Q代,、性能升級(jí)過程中無需更改原有的PCB,;
(2)轉(zhuǎn)換效率更高:P系列在效率方面表現(xiàn)優(yōu)異,,實(shí)現(xiàn)了滿載85%以上的效率,,且輕載高達(dá)75%以上效率;
?。?)更低空載電流:P系列產(chǎn)品的空載功耗,,做到5mA以下的空載電流,特別適合于對(duì)空載功耗要求極高的應(yīng)用場(chǎng)合,,如便攜式設(shè)備等,;
(4)工作環(huán)境溫度更寬:P系列產(chǎn)品高溫特性提升了20℃的工作環(huán)境溫度,,提升模塊在更惡劣的工作環(huán)境適應(yīng)能力,,保障系統(tǒng)的高可靠性;
?。?)實(shí)現(xiàn)持續(xù)短路保護(hù):P系列產(chǎn)品有效避免系統(tǒng)前級(jí)電源因后級(jí)電源的失效而引發(fā)的各種響應(yīng),,有效阻止系統(tǒng)的災(zāi)難性發(fā)生,從而提高了整個(gè)系統(tǒng)可靠性,;
?。?)容性負(fù)載能力更強(qiáng):P系列產(chǎn)品的容性負(fù)載能力有了質(zhì)的飛越,如:5V輸出產(chǎn)品的容性負(fù)載從220uF直接提升到2400uF,,并且可以在CC模式下啟動(dòng),,解決了行業(yè)內(nèi)可持續(xù)短路保護(hù)與容性負(fù)載能力不可兼得的矛盾,如表 1所示的短路保護(hù)功能與啟動(dòng)能力,、容性負(fù)載相互制約,。
圖一
優(yōu)勢(shì)三:為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室
P系列通過完整的EMC測(cè)試,,靜電抗擾度高達(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV,,可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),,為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案,,如圖二,、圖三所示。
圖二
圖三